Mukoziliäre Clearance – Selbstreinigungs-Mechanismus der Atemwege
In der allgemeinen Atemwegsgesundheit kommt der „Mukoziliären Clearance“ (MCC) eine entscheidende Bedeutung zu. Als natürlicher Abwehrmechanismus der Lunge offenbart sie sich als Schlüsselkomponente im komplexen Netzwerk der Atemwegsphysiologie. Inmitten der Herausforderungen obstruktiver Atemwegserkrankungen rückt die MCC daher ins Zentrum des therapeutischen Fokus. Wir erläutern, wie sich die mukoziliäre Clearance erhalten und verbessern lässt – und letztlich, wie sie zur Therapie obstruktiver Atemwegserkrankungen beiträgt.
Definition: Mukoziliäre Clearance
Die mukoziliäre Clearance bezeichnet einen Selbstreinigungsmechanismus der Bronchien. Wobei der Begriff sowohl lateinischen – mukus für Schleim und cilia für Flimmerhaar –, als auch englischen Ursprungs ist – clearance für Klärung oder Beseitigung1. Sie basiert auf dem koordinierten Schlag der Zilien – feinsten, haarähnlichen Strukturen auf den Oberflächen der Atemwegsepithelzellen. Der Bronchialschleim, inhalierte Partikel und der gesamte Belag des Flächenepithels werden so kontinuierlich in Richtung des Pharynx bewegt, wo sie mit Hilfe tussiver Clearance – dem Husten- und Niesreflex – hinaus transportiert werden. Durch mukoziliäre Clearance werden Partikel mit Hilfe von Sekretbildung gelöst und so aus den Atemwegen entfernt, was offenbart, weshalb sie eine solch essentielle Rolle in der Reinigung der Atemwege spielt2. Sie besteht aus einer fundamentalen physiologischen Abwehrmechanismus-Kaskade und tritt insbesondere bei sekretbildenden Atemwegserkrankungen in den Vordergrund.
Doch die mukoziliäre Clearance übernimmt nicht nur die ständige Reinigung der Atemwege, sondern entfaltet auch eine Schlüsselrolle in der Prävention von akuten Atemwegerkrankungen. Störungen dieses hochregulierten Mechanismus können zu anhaltenden Infektionen führen, insbesondere bei Patient:innen mit vorbestehenden Atemwegserkrankungen.
Feuchtinhalation zur Stärkung der mukoziliären Clearance
Um die Effizienz dieses hilfreichen Systems zu optimieren, muss man zunächst die Bedingungen kennen, unter denen eine optimale mukoziliäre Clearance funktioniert. So setzt sie eine Temperatur von 37 °C voraus, sowie eine absolute Feuchtigkeit von 44mg/dl, was einer relativen Feuchtigkeit von 100 % entspricht. Die Auswirkung selbst kleinster Abweichungen lässt sich an diesem Beispiel aufzeigen:
Zilien schlagen bei den oben aufgeführten Optimalbedingungen mit einer Frequenz von etwa 15 pro Sekunde. Für die Mukokinese, also die Transportgeschwindigkeit des Mukus, bedeutet dies ein Streckenfortschritt von 10-15mm pro Minute. Fällt die Sättigung des Wasserdampfes unter 70 %, zeigt sich die mukoziliäre Clearance stark eingeschränkt – die Mukokinese nimmt hier um den Faktor 10 ab, das bedeutet: Von anfänglich zehn und mehr mm/s bewegen sich Partikel nun nur noch mit einem mm/s. Liegen in der Trachea unter 50 Prozent Sättigung vor, kann sie sogar zum Erliegen kommen, wie dieses Video verdeutlicht:
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Eine zu trockene und zu kalte Atemluft3 kann zudem dafür sorgen, dass insbesondere bei chronischen Atemwegspatient:innen schon nach einer Stunde Beatmung via Tubus Komplikationen auftreten, darunter:
- Austrocknung der Mukosa
- Verlust der Ziliartätigkeit, was die Mukokinese verlangsamen kann
- Sekret-Eindickung und -Retention
- Ulzeration der Schleimhaut
Es ist daher unabdingbar, dass das Atemgas vor der Beatmung der intubierten Patient:innen befeuchtet wird4. Darüber hinaus sollten oszillatorische Kräfte genutzt werden, um Sekret generell zu lösen und leichter abhusten zu können.
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Quellen:
1 Verband Pneumologischer Kliniken e.V. (VPK), o.D. Glossar – Mukoziliäre Clearance. Lungenärzte im Netz. Abgerufen bei https://www.lungenaerzte-im-netz.de/nc/glossar/source/default/term/mukoziliaere-clearance/ am 14.11.2023
2 Oczenski, W. (2017). Atmen–Atemhilfen. 10. überarbeitete und erweiterte Auflage, S. 339ff.
3 Weise, S., Kardos, P., Pfeiffer-Kascha, D., & Worth, H. (2019). Empfehlungen zur Atemphysiotherapie (p. 14). München, Orlando: Dustri-Verlag Dr. Karl Feistle.
4 Oczenski, W. (2017). Atmen–Atemhilfen. 10. überarbeitete und erweiterte Auflage, S. 339ff.
5 Merz, P. (Ed.). (2021). Physiotherapie in der Inneren Medizin. Nicht invasive Beatmung. Georg Thieme Verlag. S. 344ff.
6 Cegla, U. H., Jost, H. J., Harten, A., Weber, T., & Wissmann, S. (2002). Krankheitsverlauf bei schwerer COPD mit und ohne physiotherapie mit dem RC-Cornet®. Pneumologie, 56(07), 418-424.
Foto: GlobalStock / istock.com
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